PENGARUH PENGGUNAAN ISOFLURAN TERHADAP PERUBAHAN KADAR MALONDIALDEHYDE DAN RASIO EKSTRAKSI OKSIGEN PADA PASIEN PASKA KRANIOTOMI Ni Made Dwi Sandhiutami1 dan I Wayan Sumardika2 1 Universitas Pancasila, Jakarta 2 Universitas Udayana, Bali ABSTRAK Cedera kepala dapat meningkatkan produksi radikal bebas yang ditunjukkan dengan peningkatan kadar MDA dan kematian sel yang ditunjukkan dengan kemampuan sel menggunakan oksigen, dalam hal ini dengan melihat rasio ekstraksi oksigen. Isofluran sebagai neuroprotektor, dapat mencegah dampak radikal bebas. Isofluran dapat menurunkan CMRO2 sampai dengan 50%. Penelitian ini bertujuan untuk mendapatkan suatu agen inhalasi anestesi yang baik untuk neuroanestesi dalam proteksi otak yang dilihat dari segi penurunan kadar radikal bebas (MDA) dan rasio ekstraksi oksigen saat preoperatif, durante operatif dan post operatif. Subyek dalam penelitian adalah 19 pasien yang mengalami operasi kraniotonomi di RS DR Sardjito, baik elektif maupun emergensi. Semua penderita yang terpilih dalam penelitian, telah dimintakan persetujuan untuk ikut dalam penelitian, serta menandatangani surat persetujuan ikut sebagai subjek penelitian. Operasi kraniotonomi dikerjakan dengan menggunakan pemeliharaan anestesi dengan agen inhalasi isofluran. Sampel darah di ambil dari vena jugularis interna untuk pemeriksaan kadar MDA dan AGD vena (SvO2). AGD arteri (SaO2) diambil dari sample darah arteri radialis. Pemeriksaan di lakukan pada preoperatif, durante operatif dan postoperatif. Hasil penelitian menunjukkan bahwa terjadi penurunan kadar MDA darah sebesar 7,49% pada saat durante operatif jika dibandingkan dengan saat preoperatif. serta penurunan kadar MDA darah sebesar 17,30% saat post operatif jika dibandingkan dengan saat durante operatif. Sedangkan oksigen ekstraksi rasio meningkat sebesar 20,43 % saat durante operatif jika dibandingkan dengan saat preoperatif serta peningkatan oksigen ekstraksi rasio sebesar 23,74% saat post operatif jika dibandingkan dengan saat durante operatif. Isofluran menurunkan jumlah radikal bebas yang ditunjukkan dengan penurunan kadar MDA dalam darah saat durante operatif dan post operatif pada pasien dengan trauma kepala serta Isofluran meningkatkan rasio ekstraksi oksigen yang ditunjukkan dengan peningkatan penggunaan oksigen oleh sel saat durante operatif dan post operatif jika dibandingkan dengan saat preoperatif pada pasien dengan trauma kepala. Kata kunci: Cedera kepala, isoflurane, mda, rasio ekstraksi oksigen
1
THE EFFECT OF ISOFLURANE TO THE MALONDIALDEHYDE AND OXYGEN EXTRACTION RATIO ON THE POST CRANIOTOMY PATIENT Ni Made Dwi Sandhiutami1 and I Wayan Sumardika2 1 Pancasila University,Jakarta 2 Udayana University, Bali
ABSTRACT Traumatic brain injury can increase the production of free radical which is shown by the increasing of MDA content and cell death shown by the ability of oxygen usage by the cell, in this case by observing the oxygen extraction ratio. Isoflurane as neuroprotector can prevent the effect of free radical. Isoflurane can reduce CMRO2 up to 50%. This research aim to get some anesthesi inhalation agent that good enough for neuro anesthesi in brain protection, in term of the decreasing MDA or free radical content and the oxygen extraction ratio during pre operative, durante operative and post operative. The subject of this research are 19 patients which had craniotomy operation at DR. Sardjito hospital, elective or emergency. All of the patient in this research had sign inform consent to include as subject of this research. Craniotomy operation had done by used of anesthesi with isoflurane inhalation. Blood sample took from jugularis interna vein MDA testing and vein blood gas analyze (SvO2). Blood gas analyze artery (SaO2) took from radialis artery blood sample. Examination had done during pre operative, durante operative and post operative. The result showed MDA had decreased as 7,49% at durante operatif than at pre operatif and MDA blood content had decreased as 17,30% at post operative than at durante operatif. Oxygen extraction ratio had increased as 20,43% at durante operatif than at pre operatif and had increased as 23,74% at post operative than at durante operatif. It could be conclude that isoflurane had decreased free radical which shown by decreasing MDA at durante operative and post operative than pre operative and isoflurane had increased oxygen extraction ratio which shown by increasing of oxygen usage by the cell at durante operative and post operative than pre operative on patient trauma brain injury. . Keywords : Traumatic brain injury, Isoflurane, MDA, Oxygen extraction ratio
2
PENGARUH PENGGUNAAN ISOFLURAN TERHADAP PERUBAHAN KADAR MALONDIALDEHYDE DAN RASIO EKSTRAKSI OKSIGEN PADA PASIEN PASKA KRANIOTOMI Ni Made Dwi Sandhiutami, S.Si., M.Kes., Apt1 dr. I Wayan Sumardika2 1 Universitas Pancasila, Jakarta 2 Universitas Udayana, Bali PENGANTAR Pada cedera kepala, jaringan otak sangat rentan terhadap keadaan iskemia. Hal ini menunjukkan bahwa sel otak memiliki laju metabolik yang tinggi. Sel saraf otak sangat tergantung pada glukosa sebagai substrat energi, sedangkan cadangan otak untuk glukosa ataupun glikogen sangat terbatas. Penyebab utama semua injury adalah iskemia serebral dan hipoksia 1 Keadaan iskemia akan meningkatkan jalur yang menyebabkan iskemia cell death pada semua jaringan, termasuk produksi radikal bebas, aktivasi enzim katabolik, kerusakan membran, apoptosis dan inflamasi 2 Iskemia otak dapat dideteksi dengan berbagai cara, salah satunya pemantauan rasio ekstraksi oksigen, untuk melihat kemampuan sel menggunakan oksigen. Rasio ekstraksi oksigen dapat dihitung dengan melihat perbedaan saturasi oksigen arteri dan vena (SaO2SjO2) 3,4 Pada cedera kepala, isofluran merupakan agen anestesi inhalasi yang sering digunakan pada operasi bedah saraf, bahkan ada yang mengatakan terbaik untuk neuroanestesi. Isofluran dapat menurunkan CMRO2 sampai dengan 50% 3. Cerebral metabolic rate for oxygen (CRMO2) dapat dihitung dari cerebral blood flow (CBF) dan perbedaan antara kandungan oksigen arteri dan vena (AVDO2)4. Hoffman William et al., 1993, dalam penelitiannya menyatakan adanya perbaikan outcome pada tikus yang mengalami iskemia cerebral incomplete yang diberikan anestesi dengan isofluran. 6 Isofluran melindungi otak dari cedera akut mungkin berhubungan dengan kerja isofluran sebagai antagonis reseptor N-methyl-D-aspartate (NMDA)5. Dari uraian di atas diduga bahwa isofluran sebagai neuroprotektor, dapat mencegah dampak buruk peroksidasi
3
lipid yang timbul pada cedera kepala yang ditunjukkan dengan perubahan kadar MDA dalam darah dan melihat kemampuan sel menggunakan oksigen dengan pemantauan rasio ekstraksi oksigen. Perumusan masalah dari penelitian ini adalah sebagai berikut : a. Apakah ada pengaruh penggunaan isofluran terhadap penurunan kadar MDA pada pasien pasca kraniotonomi ? b. Apakah ada pengaruh isofluran terhadap rasio ekstraksi oksigen pada pasien pasca kraniotomi ? CARA PENELITIAN Penelitian dilaksanakan di kamar operasi RS DR Sardjito. Tata cara penelitian dilakukan sebagai berikut 1. Semua populasi terpilih dalam penelitian, dimintakan persetujuan untuk ikut serta dalam penelitian (boleh oleh keluarga). 2. Operasi kraniotonomi dikerjakan dengan menggunakan premedikasi midazolam 0,5 mg/kgBB, preemptif analgesia dengan fentanil 1 μg/kgBB, induksi menggunakan thiopental 5 mg/kgBB, pemeliharaan anestesi dengan agen inhalasi isofluran dan analgeti post operatif dengan ketorolac 30 mg secara intravena. 3. TD,MAP, Nadi, Sa O2 dan monitor EKG dipasang menggunakan monitor elektrik eagle marquet. 4. Sampel darah di ambil dari vena jugularis interna untuk pemeriksaan kadar MDA dan AGD vena (SvO2). AGD arteri (SaO2) diambil dari sample darah arteri radialis. Pemeriksaan di lakukan pada preoperative, durante operatif dan postoperative. 5. Oksigenasi diberikan secara normoventilasi 6. Hasil-hasil pemeriksaan dan pengamatan, dicatat pada lembar penelitian dan kemudian di analisis.
ANALISIS DATA Hasil analisa data di catat pada daftar isian yang sudah tersedia, selanjutnya ditabulasi dan di analisis. Analisa data dilakukan dengan menggunakan perangkat lunak SPSS 11 For Windows. Analisa menggunakan Uji Anova. Secara statistik dianggap ada korelasi jika nilai p < 0,05.
4
HASIL DAN PEMBAHASAN 1. Pengaruh Penggunaan Isofluran Terhadap Perubahan Kadar Mda Pengukuran dan pencatatan kadar MDA darah pada penelitian ini dilakukan pada saat preoperatif, durante operatif, dan post operasi kraniotomi. Hasil pengukuran kadar MDA darah yang diperoleh dicantumkan dalam tabel 1 dibawah ini. Tabel 1. Kadar MDA Pasien 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19
Kadar MDA Pre operatif (mmol/ml) 7,56 7,12 7,56 7,01 6,57 7,12 6,57 5,80 6,13 7,56 6,57 7,08 8,28 8,28 8,55 7,88 7,88 7,88 7,88
Kadar MDA Durante operatif (mmol/ml) 6,57 6,68 7,01 5,80 5,37 7,01 6,68 4,60 5,80 7,56 6,13 6,81 7,88 7,88 8,28 7,08 7,81 7,08 6,81
Kadar MDA Post operatif (mmol/ml) 4,27 4,16 6,13 4,60 4,82 5,80 5,58 4,27 5,37 6,68 4,27 5,74 7,08 5,20 7,88 6,81 6,81 5,34 5,74
Pada penelitian ini rata- rata kadar MDA darah dari subyek penelitian yang diukur saat preoperatif adalah 7,3305 mmol/ml, sedangkan pada saat durante operatif adalah 6,7811 mmol/ml dan pada saat post operatif adalah 5,6079 mmol/ml. Hasil penelitian menunjukkan bahwa terjadi penurunan kadar MDA darah sebesar 7,49% yang diukur pada saat durante operatif jika dibandingkan dengan kadar MDA darah yang diukur pada saat preoperatif. Pada post operatif didapatkan penurunan kadar MDA
5
darah sebesar 17,30% jika dibandingkan dengan saat durante operatif. Perubahan kadar MDA darah pada penelitian ditampilkan pada tabel 2 dan pada gambar 5. Tabel 2. Perubahan Kadar MDA plasma (mmol/ml) Waktu Preoperatif
Kadar MDA (mean ± SD) 7,3305 ± 0,7612
Durante operatif
6,7811 ± 0,9361
Penurunan 7,49%
Post operatif
5,6079 ± 1,0830
Penurunan 17,30%
8
Perubahan kadar MDA (%) -
7,3305 6,7811
7
5,6079
6 5 4
kadar mda
3 2 1 0
pre operatif
durante operatif
post operatif
Gambar 5. Persentase perubahan kadar MDA Kadar MDA darah antara saat preoperatif dibandingkan dengan saat durante operatif, mengalami penurunan tetapi tidak bermakna secara statistik (p>0,05). Sedangkan kadar MDA darah antara saat durante operatif dibandingkan dengan saat post operatif, mengalami penurunan dan bermakna secara statistik (p<0,05). Dari hasil penelitian tersebut, kadar MDA darah preoperatif tinggi, hal ini karena cedera belum ditangani sehingga produksi radikal bebas yang ditunjukkan dengan kadar MDA dalam darah masih sangat tinggi. Sedangkan saat durante operatif, kadar MDA darah sudah lebih rendah dibanding saat preoperatif, diduga karena isofluran yang diberikan dapat
6
membantu mengurangi jumlah radikal bebas dalam darah. Pada saat post operatif, jumlah radikal bebas yang ditunjukkan dengan kadar MDA dalam darah, sudah lebih rendah dibandingkan saat durante operatif. Hal tersebut kemungkinan karena cedera sudah dapat dikurangi, sehingga produksi radikal bebas sudah menurun dan isofluran membantu mengurangi jumlah radikal bebas yang terbentuk dalam plasma. Isofluran melindungi otak dari cedera akut mungkin berhubungan dengan kerja isofluran sebagai antagonis reseptor N-methyl-D-aspartate (NMDA) 5. Reseptor NMDA tampaknya merupakan jalur utama masuknya Ca++ kedalam sel. Proses ini secara normal dihambat oleh ion Mg++ , namun hambatan ini diganggu dengan adanya glutamat dan glisin. Depolarisasi sel yang terjadi karena proses ini, secara primer akibat masuknya Na + dan Ca++ yang kemudian diikuti dengan masuknya Ca++ secara sekunder melalui voltagegated channels. Reseptor kainate dan AMPA mungkin bekerja dengan membiarkan Na+ mengganti Mg++. Aktivasi yang berlebihan dari reseptor ini dapat menyebabkan influk Ca++ yang berlebihan sehingga menyebabkan peningkatan permeabilitas untuk ion lain. Pada iskemia injury serebral regional atau fokal, reseptor NMDA diaktifkan untuk jangka waktu yang lama sehubungan dengan jeleknya perfusi pada area penumbra 1. Pengurangan eksitotoksisitas glutamat menunjukkan penurunan aktivitas reseptor NMDA, mungkin karena peningkatan pengambilan glutamat dan penekanan pelepasan glutamat. Antagonis reseptor glutamat ini efektif untuk proteksi pada trauma serebral. Isofluran mungkin masih memiliki efek proteksi lain pada neuron hipokampus, termasuk peningkatan inhibisi asam gama amino butirat dan mekanisme lainnya 5. 2. Pengaruh Penggunaan Isofluran terhadap Perubahan Rasio Ekstraksi Oksigen Nilai Rasio ekstraksi oksigen dapat dilihat dengan melihat selisih saturasi oksigen arteri (SaO2) dan saturasi oksigen vena (SvO2) dalam hal ini yang di ukur adalah saturasi vena jugular (SjO2). Pengukuran dilakukan pada saat preoperatif, durante operatif, dan post operasi kraniotomi. Hasil pengukuran perubahan rasio ekstraksi oksigen yang diperoleh dicantumkan dalam tabel 3 dibawah ini.
7
Tabel 3. Rasio Ekstraksi Oksigen Pasien 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19
Rasio Ekstraksi Oksigen Pre operatif (%)
Rasio Ekstraksi Oksigen Durante operatif (%)
Rasio Ekstraksi Oksigen Post operatif (%)
15,9 21,4 35,3 23,7 26,8 32,9 18,1 22,2 34,9 24,6 30,8 36,4 20,6 27,1 34,6 24,7 25,9 34,8 26,7 29,1 34,1 21,6 28,1 33,9 18,1 29,2 37,6 19,5 30,0 35,1 20,7 30,1 35,6 22,4 27,6 35,8 20,2 24,9 33,3 19,1 23,8 33,9 24,7 27,8 36,1 19,6 25,9 37,6 20,1 24,1 34,4 20,2 24,1 34,4 23,7 29,1 35,4 Pada pengamatan perubahan rasio ekstraksi oksigen didapatkan bahwa rata- rata
rasio ekstraksi oksigen dari subyek penelitian yang diukur saat preoperatif adalah 21,2737%, sedangkan pada saat durante operatif adalah 26,7368% dan pada saat post operatif adalah 35,0579%. Hasil penelitian menunjukkan bahwa terjadi peningkatan oksigen ekstraksi rasio sebesar 20,43 % yang diukur pada saat durante operatif jika dibandingkan dengan oksigen ekstraksi rasio yang diukur pada saat preoperatif. Pada post operatif didapatkan peningkatan oksigen ekstraksi rasio sebesar 23,74% jika dibandingkan dengan saat durante operatif. Perubahan rasio ekstraksi oksigen pada penelitian ditampilkan pada tabel 4 dan pada gambar 6.
8
Tabel 4. Perubahan Rasio Ekstraksi Oksigen Waktu
Rasio Ekstraksi
Preoperatif
21,2737 ± 2,8018
Durante operatif
26,7368 ± 2,7482
Post operatif
35,0579 ± 1,2769
Perubahan RasioEkstraksi Oksigen (%) Peningkatan 20,43% Peningkatan 23,74%
40 35,0579
35 30
25
26,7368 21,2737
20
rasio ekstraksi oksigen
15 10 5 0 pre operatif
durante operatif
post operatif
Gambar 6. Persentase perubahan rasio ekstraksi oksigen Rasio ekstraksi oksigen antara saat preoperatif dibandingkan dengan saat durante operatif, mengalami penurunan dan bermakna secara statistik (p>0,05). Serta rasio ekstraksi oksigen antara saat durante operatif dibandingkan dengan saat post operatif, mengalami penurunan dan bermakna secara statistik (p<0,05). Dari hasil penelitian tersebut, rasio ekstraksi oksigen preoperatif rendah, hal ini karena cedera belum ditangani dan terjadi kematian sel yang terjadi cukup tinggi sehingga penggunaan oksigen oleh sel jumlahnya sedikit yang ditunjukkan dengan nilai saturasi oksigen vena jugular yang tinggi. Sedangkan saat durante operatif, rasio ekstraksi oksigen preoperatif sudah lebih tinggi dibanding saat preoperatif, diduga karena isofluran yang diberikan dapat membantu mengurangi jumlah kematian sel sehingga penggunaan oksigen
9
oleh sel sudah lebih banyak. Pada saat post operatif, rasio ekstraksi oksigen preoperatif, sudah lebih tinggi lagi dibandingkan saat durante operatif. Hal tersebut kemungkinan karena cedera sudah dapat dikurangi, sehingga kematia sel sudah menurun dan isofluran membantu meningkatkan penggunaan oksigen oleh sel. Pada truma kepala, penanganan ditujukan untuk mencegah iskemia serebral sekunder. Pada Iskemia otak, terjadi gangguan terhadap metabolisme energi ATP sehingga mengganggu kemampuan homostasis Reseptor NMDA. Terjadi peningkatan aktivasi reseptor NMDA sehingga influk Ca2+ ke dalam sel meningkat. Peningkatan influk Ca2+ ke dalam sel ini akan menimbulkan oedem sel, peningkatan xanthine oxidase, peningkatan asam arachidonat dan aktivasi phosfolipase. Hal-hal tersebutlah yang dapat menyebabkan terjadinya kematian sel. Isofluran merupakan agen anestesi inhalasi yang sering digunakan pada operasi bedah saraf, bahkan ada yang mengatakan terbaik untuk neuroanestesi. Isofluran dapat menurunkan CMRO2 sampai dengan 50%.2 Cerebral metabolic rate for oxygen (CRMO2) dapat dihitung dari cerebral blood flow (CBF) dan perbedaan antara kandungan oksigen arteri dan vena (AVDO2).4 Hoffman William et al., 1993, dalam penelitiannya menyatakan adanya perbaikan outcome pada tikus yang mengalami iskemia cerebral incomplete yang diberikan anestesi dengan isofluran.6Iskemia otak dapat dideteksi dengan berbagai cara, salah satunya pemantauan rasio ekstraksi oksigen, untuk melihat kemampuan sel menggunakan oksigen. Rasio ekstraksi oksigen dapat dihitung dengan melihat perbedaan saturasi oksigen arteri dan vena (SaO2-SjO2).3,4
10
KESIMPULAN DAN SARAN 1. Kesimpulan a. Isofluran menurunkan jumlah radikal bebas yang ditunjukkan dengan penurunan kadar MDA dalam darah saat durante operatif dan post operatif jika dibandingkan dengan saat preoperatif pada pasien dengan trauma kepala. b. Isofluran meningkatkan rasio ekstraksi oksigen yang ditunjukkan dengan peningkatan penggunaan oksigen oleh sel saat durante operatif dan post operatif jika dibandingkan dengan saat preoperatif pada pasien dengan trauma kepala. 2. Saran Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut tentang penggunaan anestesi inhalasi Isofluran dengan melihat kadar laktat, kadar glukosa, nilai strong ion difference sebagai prediktor yang kuat dalam untuk outcome pasien pasca kraniotomi.
DAFTAR PUSTAKA 1. Doyle, P.W. and Gupta, A.K. 2000. Mechanism of Injury and Cerebral Protection. In. Matta, B.F. Eds. Textbook of Neuroanesthesia and Critical Care. Greenwich Medical Media LTD. London. 37 – 45. 2. Kelly, B.J. and Luce, J.M. Current Concepts in Cerebral Protection. CHEST. April, 1993. 3. Bisri, T., Himendra W dan Surahman, E. 1997. Neuroanestesi. Edisi kedua. Bandung. 4. Abraham, M.J., Menon, D.K., and Matta, B.F. 2000. Management of Acute Head Injury : Patophysiology, Initial Resuscitation and Transfer. In. Matta, B.F., Menon, D.K., and Tuner, J.M. Eds. Textbook of Neuroanesthesia and Critical Care. Greenwich Medical Media LTD. London : 285 – 95. 5. Sullivan, B., Breandan,L., Leu, D., Taylor,D.M., Fahlman, C., Bickler, P. 2002. Isoflurane Prevents Delayed Cell Death in an Organotypic Slice Culture Model of Cerebral Ischemia. Anesthesiology. 96: 189-195 6. Hoffman,W.E., Thomas, C.,Albrecht,R.F. 1993. The Effect of Halothane and Isoflurane on Neurologic Outcame Following Incomplete Cerebral Ischemia in the Rats. Anesth Analg; 76: 297-83
11
12
